水力旋流器的制作方法

1.本实用新型涉及水力旋流器，具体涉及强化细颗粒分离的水力旋流器。


背景技术：

2.水力旋流器作为旋流分离领域重要的设备之一，具有结构简单、分离效率高、操作简单、占地面积小、处理能力强等优点，因此，广泛应用于化工、矿物加工、环保、石油工程、生物工程以及食品等领域。水力旋流器虽然结构简单，但内部流场十分复杂，受其结构影响，水力旋流器往往存在底流夹细现象。因此，需要一种结构简单又能够缓解底流夹细现象的水力旋流器。


技术实现要素：

3.技术问题
4.本实用新型的目的在于，提供一种水力旋流器，其能够改变边壁边界层，以使边界层内的细颗粒再次回到分离腔内并进入内旋流，从而减少细颗粒在沉砂中的分配率，缓解底流夹细现象，提高分离效率和分离精度。
5.技术方案
6.本实用新型的一个实施方式的水力旋流器可包括：圆柱腔；分离腔，连接于所述圆柱腔的下部；底流管，连接于所述分离腔的下部；以及底流口，连通所述分离腔与所述底流管；其中，所述分离腔可包括：锥形腔，连接于所述圆柱腔的下部；以及球面腔，连接于所述锥形腔的下部，下部通过所述底流口与所述底流管连通，内壁呈自上而下逐渐收紧的圆弧面。
7.根据本实用新型的另一个实施方式，可进一步包括：进料通道，沿切线方向连接于所述圆柱腔的侧面上部；溢流管，一端插入于所述圆柱腔的内部，另一端向外延伸。
8.根据本实用新型的另一个实施方式，所述进料通道可与所述圆柱腔焊接。
9.根据本实用新型的另一个实施方式，所述圆柱腔、所述锥形腔、所述球面腔、所述底流管可依次法兰连接。
10.根据本实用新型的另一个实施方式，所述内壁的圆弧面由一个圆弧以所述水力旋流器的中轴线为旋转轴旋转一圈而成，所述圆弧的一端与所述锥形腔的内表面的底边连接，且在此处的切线与所述锥形腔的内表面重叠，另一端与所述底流口连接，且在此处的切线垂直于所述中轴线。
11.根据本实用新型的另一个实施方式，所述锥形腔的锥角可以是10
°
～45
°
。
12.根据本实用新型的另一个实施方式，所述底流口的直径可以是所述圆柱腔的直径的0.1～0.125倍。
13.有益效果
14.本实用新型的水力旋流器能够改变边壁边界层，以使边界层内的细颗粒再次回到分离腔内并进入内旋流，从而减少细颗粒在沉砂中的分配率，缓解底流夹细现象，提高分离
效率和分离精度。
附图说明
15.图1是本实用新型的一个实施方式的水力旋流器的立体图。
16.图2是本实用新型的一个实施方式的水力旋流器的主视图。
17.图3是本实用新型的一个实施方式的水力旋流器的俯视图。
18.图4是本实用新型的一个实施方式的水力旋流器的基于a-a的侧剖视图。
19.附图标记
20.1：溢流管；
21.2：进料通道；
22.3：圆柱腔；
23.4：锥形腔；
24.5：球面腔；
25.6：底流管；
26.7：分离腔；
27.8：底流口。
具体实施方式
28.以下，参照附图对本实用新型的水力旋流器进行详细说明。下述的实施方式仅为本实用新型的一个实施方式，本实用新型不限于此。
29.图1是本实用新型的一个实施方式的水力旋流器的立体图。图2是本实用新型的一个实施方式的水力旋流器的主视图。图3是本实用新型的一个实施方式的水力旋流器的俯视图。图4是本实用新型的一个实施方式的水力旋流器的基于a-a的侧剖视图。
30.如图1至图4所示，本实用新型的一个实施方式的水力旋流器可包括：圆柱腔3；分离腔7，连接于所述圆柱腔3的下部；底流管6，连接于所述分离腔7的下部；以及底流口8，连通所述分离腔7与所述底流管6；其中，所述分离腔7可包括：锥形腔4，连接于所述圆柱腔3的下部；以及球面腔5，连接于所述锥形腔4的下部，下部通过所述底流口8与所述底流管6连通，内壁呈自上而下逐渐收紧的圆弧面。并且，根据本实用新型的另一个实施方式，所述水力旋流器可进一步包括：进料通道2，沿切线方向连接于所述圆柱腔3的侧面上部；溢流管1，一端插入于所述圆柱腔3的内部，另一端向外延伸。另外，优选地，所述进料通道2可与所述圆柱腔3焊接，并且所述圆柱腔3、所述锥形腔4、所述球面腔5、所述底流管6可依次法兰连接。
31.与现有技术中的水力旋流器相比，本实用新型的所述锥形腔4和所述球面腔5组合构成一个上部为锥形面且下部为圆弧面的分离空间，当外旋流从所述锥形腔4流到所述球面腔5时，在从锥形面过渡到圆弧面的过程中，边壁边界层改变，使得边界层内的细颗粒回到所述分离空间内。这些细颗粒中的一部分会进入内旋流，并通过所述溢流管1被排出，另一部分则会进入循环流，然后随着外旋流再次参与分离。
32.作为另一个实施方式，所述内壁的圆弧面由一个圆弧以所述水力旋流器的中轴线为旋转轴旋转一圈而成，所述圆弧的一端与所述锥形腔4的内表面的底边连接，且在此处的
切线与所述锥形腔4的内表面重叠，另一端与所述底流口8连接，且在此处的切线垂直于所述中轴线。此时，锥形面与圆弧面之间过渡平滑，能够在改变边壁边界层的同时，防止外旋流中的粗颗粒进入内旋流。
33.作为另一个实施方式，所述锥形腔4的锥角可以是10
°
～45
°
，其中，锥角为在图4中剖切面与所述锥形腔4的内表面相交的两条线段的夹角。此时，本实用新型的水力旋流器可满足不同的分级粒度需要。当脱离该范围时，难以保证分离效率和分离精度。
34.作为另一个实施方式，所述底流口8的直径可以是所述圆柱腔3的直径的0.1～0.125倍。当小于该范围时，粗颗粒难以及时被排出，当大于该范围时，虽然能够及时排出粗颗粒，但是一些细颗粒也会一同被排出，影响缓解底流夹细现象的效果。
35.另外，作为一个优选的实施方式，在图4中，过圆柱腔与锥形腔的边界线上的一点作圆柱腔的圆柱面的垂线，令该垂线与水力旋流器的中轴线的交点为原点o，以该垂线为x轴(图4中为左右方向，右方向为正方向)，以水力旋流器的中轴线为z轴，建立直角坐标系xoz时，构成所述球面腔5的内壁的所述圆弧满足数学式1，所述圆弧的曲率半径满足数学式2。
36.[数学式1]
[0037][0038]
[数学式2]
[0039][0040]
其中，x为所述圆弧上的点的横坐标，z为所述圆弧上的点的纵坐标，zo为所述圆弧的曲率中心的纵坐标，du为底流口8直径，r为圆弧的曲率半径，d为水力旋流器直径，θ为所述锥形腔4的锥角。
[0041]
根据数学式1和数学式2，用户能够根据实际的使用环境，得出所需的尺寸参数，并依据改尺寸制造出适用于该使用环境的本实用新型的水力旋流器。
[0042]
以上，参照附图对本实用新型的水力旋流器的多个实施方式进行了详细说明，但本实用新型不限于此，本领域技术人员能够基于上述内容，在不脱离本实用新型的思想的范围内对本实用新型进行多种变形和修改，例如，可根据分级力度需要对所述球面腔5的内壁的弧度进行修改等，但是这些变形和修改均属于本实用新型的思想范围。